Anàlisi de les principals rutes tècniques dels LED de llum blanca per a la il·luminació

1. Xip LED blau + tipus de fòsfor groc-verd, inclòs el tipus derivat de fòsfor multicolor

 La capa de fòsfor groc-verdosa absorbeix part delllum blavadel xip LED per produir fotoluminescència, i l'altra part de la llum blava del xip LED es transmet fora de la capa de fòsfor i es fusiona amb la llum groc-verda emesa pel fòsfor en diversos punts de l'espai, i la llum vermella, verda i blava es barreja per formar llum blanca; D'aquesta manera, el valor teòric més alt de l'eficiència de conversió de fotoluminescència de fòsfor, que és una de les eficiència quàntiques externes, no superarà el 75%; i la taxa d'extracció de llum més alta del xip només pot arribar a aproximadament el 70%, de manera que en teoria, la llum blanca blava L'eficiència lluminosa més alta del LED no superarà els 340 Lm/W, i el CREE va arribar als 303 Lm/W en els darrers anys. Si els resultats de la prova són precisos, val la pena celebrar-ho.

 

2. La combinació de vermell, verd i blauLED RGBel tipus inclou el tipus RGBW-LED, etc.

 Els tres díodes emissors de llum R-LED (vermell) + G-LED (verd) + B-LED (blau) es combinen, i els tres colors primaris vermell, verd i blau es barregen directament a l'espai per formar llum blanca. Per produir llum blanca d'alta eficiència d'aquesta manera, en primer lloc, els LED de diversos colors, especialment els LED verds, han de ser fonts de llum d'alta eficiència, que es pot veure a partir de la "llum blanca d'igual energia" en què la llum verda representa aproximadament el 69%. Actualment, l'eficiència lluminosa dels LED blaus i vermells ha estat molt alta, amb eficiències quàntiques internes superiors al 90% i el 95%, respectivament, però l'eficiència quàntica interna dels LED verds està molt enrere. Aquest fenomen de baixa eficiència de la llum verda dels LED basats en GaN s'anomena "bretxa de llum verda". La raó principal és que els LED verds no han trobat els seus propis materials epitaxials. Els materials de la sèrie nitrur d'arsènic fòsfor existents tenen una baixa eficiència en l'espectre groc-verd. Els materials epitaxials vermells o blaus s'utilitzen per fabricar LED verds. En condicions de menor densitat de corrent, com que no hi ha pèrdua de conversió de fòsfor, el LED verd té una eficiència lluminosa més alta que la llum verda de tipus blau + fòsfor. S'ha informat que la seva eficiència lluminosa arriba als 291 Lm/W en condicions de corrent d'1 mA. Tanmateix, la disminució de l'eficiència lluminosa de la llum verda causada per l'efecte Droop sota un corrent més gran és significativa. Quan la densitat de corrent augmenta, l'eficiència lluminosa disminueix ràpidament. Amb un corrent de 350 mA, l'eficiència lluminosa és de 108 Lm/W. En condicions d'1 A, l'eficiència lluminosa disminueix fins a 66 Lm/W.

Per a les fosfines III, l'emissió de llum a la banda verda s'ha convertit en un obstacle fonamental per al sistema material. Canviar la composició d'AlInGaP per fer que emeti llum verda en lloc de vermella, taronja o groga, cosa que provoca una limitació insuficient del portador, es deu a la bretxa d'energia relativament baixa del sistema material, que exclou una recombinació de radiació efectiva.

Per tant, la manera de millorar l'eficiència lumínica dels LED verds: d'una banda, estudiar com reduir l'efecte Droop en les condicions dels materials epitaxials existents per millorar l'eficiència lumínica; de l'altra, utilitzar la conversió de fotoluminescència de LED blaus i fòsfors verds per emetre llum verda. Aquest mètode pot obtenir llum verda d'alta eficiència lumínica, que teòricament pot aconseguir una eficiència lumínica més alta que la llum blanca actual. Pertany a la llum verda no espontània. No hi ha cap problema amb la il·luminació. L'efecte de llum verda obtingut per aquest mètode pot ser superior a 340 Lm/W, però encara no superarà els 340 Lm/W després de combinar la llum blanca; en tercer lloc, continuar investigant i trobar el vostre propi material epitaxial, només d'aquesta manera, hi ha una mica d'esperança que després d'obtenir llum verda molt superior a 340 Lm/w, la llum blanca combinada pels tres colors primaris dels LED vermell, verd i blau pot ser superior al límit d'eficiència lumínica dels LED blancs de xip blau de 340 Lm/W.

 

3. LED ultraviolatxip + tres fòsfors de colors primaris emeten llum 

El principal defecte inherent dels dos tipus de LED blancs anteriors és la distribució espacial desigual de la lluminositat i la cromaticitat. La llum ultraviolada no és perceptible per l'ull humà. Per tant, després que la llum ultraviolada surti del xip, és absorbida pels tres fòsfors de color primari de la capa d'encapsulació, convertida en llum blanca per la fotoluminescència del fòsfor i després emesa a l'espai. Aquest és el seu major avantatge, igual que les làmpades fluorescents tradicionals, no té desigual de color espacial. Tanmateix, l'eficiència lluminosa teòrica del LED de llum blanca tipus xip ultraviolat no pot ser superior al valor teòric de la llum blanca tipus xip blau, i molt menys al valor teòric de la llum blanca tipus RGB. Tanmateix, només mitjançant el desenvolupament de fòsfors de tres primaris d'alta eficiència adequats per a l'excitació de la llum ultraviolada és possible obtenir LED de llum blanca ultraviolada que siguin propers o fins i tot superiors als dos LED de llum blanca anteriors en aquesta etapa. Com més a prop estigui el LED de llum ultraviolada blava, més gran serà la possibilitat que el LED de llum blanca d'ona mitjana i d'ona curta sigui impossible.


Data de publicació: 24 d'agost de 2021